Космическая радиация – один из ключевых негативных факторов, влияющих на продолжительность работы космических аппаратов. Под воздействием ионизирующих излучений в структуре материалов возникают дефекты, изменяются их механические и электронные свойства. Особенно губительна радиация для электроники космических аппаратов. По мере накопления дозы от ионизирующего излучения происходит
Космическая радиация – один из ключевых негативных факторов, влияющих на продолжительность работы космических аппаратов.
деградация характеристик устройства, что зачастую приводит к выходу из строя комплектов приборов или всего космического аппарата.
Для защиты наиболее чувствительных компонентов космических аппаратов применяются алюминиевые корпуса, что существенно увеличивает их габариты и вес. Разработанное в РКС специальное покрытие для защиты электроники от радиации позволяет решить эту проблему.
Инженер-исследователь РКС, разработчик радиационно-защитного покрытия Федор ВИЛКОВ: «Наше решение даст большую свободу разработчикам и позволит им создавать более сбалансированные по соотношению веса и защищенности приборы. Покрытие, в отличие от корпусов, позволяет действовать более точечно, защищая не весь прибор, а только его наиболее уязвимые элементы. При этом все проведенные тесты и испытания демонстрируют, что разработанный нами защитный состав как минимум в 2–2,5 раза эффективнее аналогичного по толщине слоя алюминия».
Радиационно-защитное покрытие представляет собой многослойную структуру, состоящую из чередующихся слоев с разным эффективным атомным номером. Такая структура не только останавливает налетающие частицы, но и эффективно поглощает образовавшееся в результате их рассеивания тормозное излучение.
Радиационно-защитное покрытие представляет собой многослойную структуру, состоящую из чередующихся слоев с разным эффективным атомным номером.
Важнейшей особенностью, отличающей созданное в РКС радиационно-защитное покрытие от лучших мировых аналогов, является простота его нанесения. Для выполнения этой операции не требуется специальное «чистое» помещение и сложное оборудование. При этом стоимость российского покрытия по сравнению с французскими и американскими аналогами отличается в несколько раз.
Еще одним преимуществом разработки РКС является возможность его применения на низких околоземных орбитах, что особенно актуально для перспективных малых космических аппаратов, аппаратов ДЗЗ и Международной космической станции.
На низких орбитах присутствует атомарный кислород, который вызывает эрозию приповерхностных слоев материалов. В составе разработанного в РКС покрытия использовали неорганическую матрицу – связующие слои неорганических веществ, устойчивые к воздействию атомарного кислорода.
Применение защитного покрытия расширит номенклатуру компонентной базы для малых космических
Применение защитного покрытия расширит номенклатуру компонентной базы для малых космических аппаратов.
аппаратов. Обработка составом позволит для повышения радиационной стойкости использовать даже обычные промышленные микросхемы, стоимость которых иногда в разы меньше специальной «космической» электроники.
Сейчас радиационно-защитное покрытие проходит испытания. В ходе тестирования, которое специалисты РКС проводили вместе с коллегами из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ), покрытие, задействованное в качестве дополнительной защиты алюминиевого корпуса, повысило показатель ослабления потока частиц в 4–7 раз.
После завершения испытаний радиационно-защитное покрытие планируется использовать в бортовой аппаратуре космического назначения, производящейся в РКС. При этом, учитывая высокие экономические и технологические характеристики разработки, оно может использоваться на Земле – для обеспечения защиты медицинской техники или элементов оборудования атомных реакторов.
